前沿新材料產(chǎn)業(yè)基礎能力發(fā)展現(xiàn)狀

（一）類腦智能領(lǐng)域

類腦智能領(lǐng)域前沿新材料作為類腦智能技術(shù)的基礎，正在引領(lǐng)類腦智能技術(shù)的發(fā)展和新一輪的科技革命。我國類腦智能領(lǐng)域前沿新材料的產(chǎn)業(yè)基礎相對薄弱，在具有知識產(chǎn)權(quán)的新材料、關(guān)鍵裝備軟件、重大產(chǎn)品與系統(tǒng)設計、高端人才隊伍等方面嚴重匱乏，部分關(guān)鍵性原輔材料被國外壟斷，產(chǎn)業(yè)鏈安全存在較大隱患。在類腦智能感知材料方面，關(guān)鍵原輔材料中高純合成有機試劑有近30%的品種完全依賴進口；用于高精細光刻技術(shù)的高端光刻膠基本依賴進口。

（二）人工智能領(lǐng)域

AI產(chǎn)業(yè)基礎與技術(shù)不斷演進發(fā)展，和應用交替前進、相互牽引。當前，大量科技企業(yè)瞄準了類腦芯片、量子計算芯片、智能電子器件等底層技術(shù)進行研發(fā)，AI產(chǎn)業(yè)鏈研究重心正在向基礎層轉(zhuǎn)移。由于科技創(chuàng)新能力不足，工業(yè)發(fā)展起步晚、底子薄，我國在AI領(lǐng)域前沿新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在核心技術(shù)掌握不到位，中低端產(chǎn)能過剩與高端產(chǎn)品及關(guān)鍵材料、核心工藝等保障不足并存的問題，關(guān)鍵零部件、核心工藝、高性能材料等的進口比例仍然很高，被迫處于“跟跑”階段。以覆銅板關(guān)鍵材料銅箔為例，國內(nèi)在銅及銅合金軋制、銅箔表面處理等核心工藝及關(guān)鍵原輔材料等方面尚未建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系，產(chǎn)品主要供應低端市場，綜合技術(shù)水平、質(zhì)量穩(wěn)定性、產(chǎn)品可靠性等與國際先進水平有較大差距。

（三）深空探測領(lǐng)域

深空探測是航天事業(yè)的重要組成部分，但平臺規(guī)模小、材料用量少、性能要求高、技術(shù)難度大。我國深空探測領(lǐng)域前沿新材料產(chǎn)業(yè)具有較強的能力，保障了一系列深空探測與空間科學重大任務實施。然而深空探測前沿新材料科技創(chuàng)新基礎能力有所欠缺，核心能力處于“跟跑”階段；玻璃纖維蜂窩填充酚醛樹脂燒蝕材料、酚醛樹脂浸漬碳基體燒蝕材料等熱防護燒蝕材料、納米氣凝膠、智能熱控涂層等熱管理材料均由發(fā)達國家率先提出，僅有超疏防塵材料等少數(shù)材料由我國科學家推動發(fā)展。關(guān)鍵材料的性能和產(chǎn)能有待提高，如空間結(jié)構(gòu)廣泛應用的高強高模、超高模量碳纖維亟需突破關(guān)鍵技術(shù)指標并建立自主生產(chǎn)能力。國內(nèi)深空探測前沿新材料的研究與開發(fā)主要以科研院所、高校、國有航天企業(yè)為主，市場化運作機制長期欠缺，沒有形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)。

（四）網(wǎng)絡安全領(lǐng)域

網(wǎng)絡安全事關(guān)經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全。我國網(wǎng)絡安全領(lǐng)域前沿新材料產(chǎn)業(yè)的基礎設施比較完善，為相關(guān)材料研發(fā)提供了有力支持。一些核心技術(shù)如第五代移動通信（5G）、量子通信走在世界前列，但涉及的關(guān)鍵材料、零部件等仍依賴進口，制約了相關(guān)技術(shù)的應用和推廣。網(wǎng)絡安全前沿新材料科技創(chuàng)新基礎能力欠缺，自研產(chǎn)品較難滿足濾波、吸波、屏蔽材料應用所提出的“薄、寬、輕、強”綜合要求。相關(guān)領(lǐng)域人才規(guī)模不足，企業(yè)參與度不夠，產(chǎn)業(yè)競爭能力較弱。

（五）高效能量轉(zhuǎn)化領(lǐng)域

高效能源轉(zhuǎn)換材料是建設重大工程、研制國防裝備、構(gòu)建節(jié)能環(huán)保社會的重要支撐和基礎保障。以光熱材料、熱電材料、電池材料為代表的高效能源轉(zhuǎn)換材料，產(chǎn)能逐年增加，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場占有率不斷擴大，部分核心技術(shù)取得了實質(zhì)性突破，技術(shù)指標得到大幅提升；但因起步較晚、底子薄，在核心技術(shù)、創(chuàng)新能力、關(guān)鍵產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、重大裝備等方面仍存在明顯短板，與國際先進水平存在較大差距。資金、創(chuàng)新資源、政策等方面的支持比較分散，產(chǎn)業(yè)鏈上、下游尚未形成協(xié)同創(chuàng)新模式，同時科研機構(gòu)與企業(yè)“產(chǎn)學研用”脫節(jié)，導致國產(chǎn)高效能量轉(zhuǎn)化領(lǐng)域材料主要為中低端產(chǎn)品，難以融入全球新材料供應體系。關(guān)鍵零部件、核心工藝、基礎材料等較高比例依賴進口，制約了前沿新材料的研發(fā)和應用。高效能源轉(zhuǎn)換新材料的標準、計量、管理不健全的問題沒有得到根本解決，影響了管理部門和企業(yè)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢的準確判斷，不利于合理出臺扶持措施、精準安排發(fā)展重點。

前沿新材料產(chǎn)業(yè)基礎能力分析

智能高分子材料、輕質(zhì)高強及高功能金屬材料、新型無機非金屬材料、多功能復合材料等，將支撐類腦智能、AI、深空探測、網(wǎng)絡安全、高效能量轉(zhuǎn)化領(lǐng)域未來發(fā)展。原輔材料供應、基礎工藝制造水平、產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)、核心基礎裝備水平、關(guān)鍵基礎零部件/元器件、基礎檢驗檢測儀器、基礎工業(yè)軟件等產(chǎn)業(yè)基礎能力是前沿新材料發(fā)展的重要保障。

重點前沿新材料產(chǎn)業(yè)涉及近30種主要原輔材料，石墨烯、丙烯腈、稀土礦、鈦鐵礦、鋰電池負極材料、鹵素鈣鈦礦、稀土金屬及氧化物、銦、鎵、硒等自主可控（即90%以上可自主保障），生物感知凝膠、酚醛樹脂、光鹵石等安全可控（即70%以上可自主保障），鋁土礦等對外依賴度大（即50%以上依賴進口），光刻膠、晶圓、電子特氣、光掩膜、濕電子化學品、高純鐵氧體、高純金屬微粒、鋰、鎳、鈷、發(fā)光二極管（LED）外延片及芯片、材料數(shù)據(jù)庫等對外依賴度極大（即80%以上依賴進口）。

在重點前沿新材料的主要基礎制造工藝中，激光刻蝕、高效低成本金屬熔體增材制造、鑄造、塑性加工成形、金屬層狀復合材料短流程制備加工、耐燒蝕熱防護材料制造及數(shù)據(jù)挖掘等達到了國際先進水平，但第三代碳纖維復合材料制造、光刻、鋰離子電池生產(chǎn)、熱電材料制備等與國際先進水平仍有差距。未來，需要進一步突破激光刻蝕自動化精準化、連續(xù)金屬液流控制與隨形快冷、大規(guī)格鑄錠成分均勻性控制、輕合金型材精密擠壓、高界面結(jié)合強度寬幅金屬復合薄板制備加工、針對前沿新材料的數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，保持或擴大領(lǐng)先優(yōu)勢；在發(fā)展水平滯后的細分方向，需要打破關(guān)鍵核心技術(shù)封鎖，提高自身研發(fā)能力，實現(xiàn)關(guān)鍵設備、原料、核心技術(shù)的持續(xù)自主創(chuàng)新。

在重點前沿新材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)中，中國鋁業(yè)股份有限公司、清華大學、北京航空材料研究院分別在鋁電解技術(shù)、類腦計算、鈦合金精密鑄造方面達到了國際先進水平；南大光電材料股份有限公司、華為技術(shù)有限公司、中芯國際集成電路制造有限公司、長電科技股份有限公司、亞聯(lián)高科股份有限公司、杉杉能源有限公司、北京科技大學、中國科學院金屬研究所分別在光刻機核心技術(shù)、芯片設計制造、高端芯片封裝技術(shù)與裝備、LED外延材料、鋰電池材料制備技術(shù)、制氫與儲氫技術(shù)、材料基因工程前沿共性技術(shù)、智能制造技術(shù)方面處于國內(nèi)優(yōu)勢地位，但與國際先進水平仍有差距。當前，全球圍繞重點前沿新材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)主導權(quán)的競爭日趨激烈，我國加大關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)投入，是提升產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)、推動產(chǎn)業(yè)邁向高端水平的必然選擇。

在重點前沿新材料產(chǎn)業(yè)核心基礎裝備中，面光源制造設備、智能制造設備達到了國際先進水平，但大型及精密鍛造設備、多晶硅提純設備、燃料電池檢測設備等與國際先進水平仍有差距（見表1）。

表1 產(chǎn)業(yè)核心基礎裝備水平

在重點前沿新材料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵基礎零部件/元器件中，類腦計算硬件平臺、激光反射薄膜等達了國際先進水平，但光刻機光源、光刻機鏡頭、腦機接口、高性能濾波器、掩膜版等與國際先進水平仍有差距（見表2）。

表2 產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵基礎零部件/元器件情況

在重點前沿新材料產(chǎn)業(yè)主要基礎檢驗檢測儀器中，材料靜態(tài)萬能試驗機、電化學檢測器、半導體器件電性能參數(shù)測試儀等達到國際先進水平，但掃描電鏡、透射電鏡、高端示波器等與國際先進水平仍有差距（見表3）。

表3 主要基礎檢驗檢測儀器自主保障情況

基礎工業(yè)軟件是智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及眾多高科技產(chǎn)品設計制造的基本保障。在重點前沿新材料產(chǎn)業(yè)基礎工業(yè)軟件中，高通量計算軟件、工程設計中的計算機輔助工程（CAE）等多種軟件與國際先進水平有明顯差距（見表4），是工業(yè)行業(yè)中的薄弱領(lǐng)域。（作者：劉雪峰，劉昌勝，謝建新）

表4 基礎工業(yè)軟件自主保障情況